CS229892B1

CS229892B1 - Process for preparing microbially pure demineralized water

Info

Publication number: CS229892B1
Application number: CS990281A
Authority: CS
Inventors: Lukas Kral; Zora Filadelfiova; Mihalikova; Antonia Jakubova; Josef Zachar
Original assignee: Lukas Kral; Zora Filadelfiova; Mihalikova; Antonia Jakubova; Josef Zachar
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1984-07-16

Abstract

Vynález se týká způsobu přípravy mikrobiálně čisté demineralizované vody, určené zejméba pro farmaceutické β/nebo potravinářské účely, a to tak, že se demínerelizováné voda uvádí ve styk se silně kyselým ketexem v Ag -cyklu ne bézi sulfonovaného polystyrenu, který může být předem sterilizován.The invention relates to a method for preparing microbially pure demineralized water, intended in particular for pharmaceutical and/or food purposes, by bringing the demineralized water into contact with a strongly acidic ketone in an Ag-cycle on the basis of sulfonated polystyrene, which may be sterilized in advance.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy mikrobiálně'čistá demineralizovené vody, určená zejména pro farmaceutické a/nebo potravinářské účely.The invention relates to a process for the preparation of microbially pure demineralized water, especially for pharmaceutical and / or food purposes.

Při výrobě léčiv a potravin se používá velké množství vody pro různé účely, například na mytí obalů nebo aparatur, jako rozpouětědlo účinných látek, při výrobě parenterálně aplikovaných přípravků, jako surovin pro výrobu vody na injekce e při zkouěkéch integrity obalů.In the manufacture of medicaments and foodstuffs, a large amount of water is used for various purposes, for example, for washing packages or apparatus, as a solvent for the active ingredients, in the manufacture of parenterally applied preparations, as raw materials for water production for injection.

Přitom se pokládá za samozřejmé, že voda musí být čistá, a to nejen chemicky, ale i mikrobiologicky. Donedávna se pro tyto účely připravovala voda výlučně destilací. Tento způsob věak při stéle rostoucí spotřebě vody již nestačí a je příliš nákladný. V současnosti je možno vyrábět chemicky mnohem čistší vodu pomocí iontoměničů. Takto vyrobené voda mé konduktivitu, kterou se souhrnně snadno vyjadřuje chemická čistota vody, mnohem lepší než destilovaná voda a dosahuje hodnoty až 0,5 pS.It is taken for granted that the water must be clean, not only chemically but also microbiologically. Until recently, water was prepared exclusively for this purpose by distillation. This method, however, is no longer sufficient with the increasing consumption of water and is too expensive. At present, it is possible to produce chemically much cleaner water using ion exchangers. The water produced in this way has a conductivity, which is collectively easy to express the chemical purity of the water, much better than distilled water and reaches up to 0.5 pS.

Příprava vody na iontoměničích je investičně, provozně a technicky jednodušší a levněj-r ší a při vhodném konstrukčním uspořódání velmi výkonné. Významným nedostatkem takto vyrobená vody je však vysoký obsah mikrobů: v čerstvě destilované vodě bývé 1 až 20 aerobních zárodků v , ml, u demineralizovené vody toto množství dosahuje až 10³ zárodků v 1 ml.The preparation of water on ion exchangers is simpler and less expensive to invest, operationally and technically, and is very efficient with a suitable design. A significant shortcoming of thus-produced water is the high content of microbes: in freshly distilled water bývé 1-20 in aerobic germs, ml, in water demineralizovené this amount reaches ³ to 10 embryos in 1 ml.

Tento stav je dán tím, že tontoměniče souběžně s výměnou iontů akumulují na svém povrchu i mikroby. Zachycené ionty napomáhají jejich rozmnožování a jakmile množství zárodků překročí adsorpční kapacitu nosiče, začnou se uvolňovat do odtékající vody. K tomuto jevu dochází po určité době i tehdy, když výchozí voda vyhovuje po mikrobiologické stránce normám (ČSN 83 0611). Podle Čs. lékopisu 3 připouštějí nároky na mikrobiální čistotu u surovinThis is due to the fact that tont converters accumulate microbes on their surface simultaneously with ion exchange. The captured ions aid in their propagation and as soon as the amount of germs exceeds the adsorption capacity of the carrier, they begin to release into the effluent. This phenomenon occurs after some time even if the starting water meets microbiological standards (ČSN 83 0611). According to Cs. of Pharmacopoeia 3 allow for microbial purity in raw materials

A o jako horní hranici znečištění 10* bakterií a 10 plísní a kvasinek v 1 g nebo ví ml, u lá3 2 čivých přípravků 10 bakterií a 10 plísní a kvasinek. Někde jsou nároky ještě přísnějjí:And o as the upper limit of contamination of 10 * bacteria and 10 molds and yeasts in 1 g or more ml, in 10 live preparations 10 bacteria and 10 molds and yeasts. Somewhere the claims are even stricter:

o například voda na mytí nádob smí u 50 9 odebraných vzorků obsahovat pod 10 zérodků/ml afor example, wash water may contain less than 10 zeros / ml for 50 9 samples taken and

O u 95 % vzorků pod ΙΟ·’ zérodků/ml. Nesmí obsahovat Enterobecterlaceae a Pseudomonas aeruginose. Na iontoměničích lze dosáhnout této kvality vody jen účinným způsobem odstraňování mikrobů a zamezením jejich rozmnožování.O for 95% of the samples under ér · ´ of germs / ml. It must not contain Enterobecterlaceae and Pseudomonas aeruginose. On ion exchangers, this water quality can only be achieved by effectively removing microbes and preventing their reproduction.

K odstranění mikroflóry z demineralizovené vody slouží v průmyslovém měřítku různé opatření. Z fyzikálních metod se jako prevence rozmnožování zárodků používá kontinuální výměna iontů, udržování vody v pohybu, například v uzavřeném okruhu; tento způsob je účinný pouze omezenou dobu. Jiné způsoby, účinnější a dražší, jsou například zahřívání vody na 80 až 90 °C nebo filtrace vody hloubkovými nebo membránovými filtry. Kapacita těchto zařízení je však omezená, a časem mohou mikroorganismy těmito filtry prorůstat. Jiné fyzikální metody jsou ozařování vody ultrafialovými a gama-paprsky. Při tomto způsobu však výsledek závisí na mnoha těžko kontrolovatelných faktorech.Various measures are applied on an industrial scale to remove microflora from demineralized water. Of the physical methods, continuous ion exchange, keeping water moving, for example, in a closed circuit, is used to prevent the reproduction of germs; this method is effective only for a limited time. Other methods, more efficient and more expensive, are, for example, heating the water to 80-90 ° C or filtering the water with depth or membrane filters. However, the capacity of these devices is limited, and over time microorganisms can grow through these filters. Other physical methods are water irradiation with ultraviolet and gamma-rays. In this method, however, the result depends on many difficult to control factors.

Chemické způsoby dekontaminace vody spočívají v podstatě na oxidaci, například s použitím chloru, chlornanů nebo manganistanu draselného. Tyto přísady zhoršují však ehebickou čistotu vody a hodí se proto spíše na saniteci pitné vody. Pro sterilizaci iontoměničů se doporučuje kyselina peroctovó nebo formaldehyd do koncentrace 10 g/lltr, v různých variantách přidáváni; účinnost je však též krátkodobá.Chemical methods for decontaminating water rely essentially on oxidation, for example using chlorine, hypochlorite or potassium permanganate. However, these additives impair the ehebic purity of the water and are therefore more suitable for sanitary drinking water. For the sterilization of ion exchangers, peracetic acid or formaldehyde up to a concentration of 10 g / ltr is recommended, in various addition variants; however, efficiency is also short-lived.

Účinné oxidace vody je možno dosáhnout bez chemického znečištění elektrochemicky. Nadějná je v této oblesti anodická oxidace, kde inaktiveci mikrobů způsobuje vznikající kyslík. Zařízení má kromě dvou hlavních elektrod, umístěných na okrajích nádoby, kterou protéká voda, více vedlejších elektrod; na anodách probíhá elektrochemický děj takové intenzity, že se vytváří dostatek kyslíku, zabezpečujícího sterilizaci vody (D. Kruger, Pharmazeutische Industrie 12, 84, 1980).Effective water oxidation can be achieved without chemical pollution by electrochemistry. Anodic oxidation is promising in this area, where the inactivation of microbes is caused by the formation of oxygen. The apparatus has multiple secondary electrodes in addition to the two main electrodes located at the edges of the water-carrying vessel; the anodes undergo an electrochemical process of such intensity that enough oxygen is produced to provide water sterilization (D. Kruger, Pharmazeutische Industrie 12, 84, 1980).

K úpravě vody je možno využit i mikrobicidních vlastnosti některých těžkých kovů, především stříbra, známých jako oligodynamický efekt. Ten je založen na schopnosti iontů kovů reagovat s některými skupinami bílkovin, především sulfhydrylovými, a tím je denaturovet.The microbicidal properties of some heavy metals, especially silver, known as the oligodynamic effect, can also be used to treat water. This is based on the ability of the metal ions to react with certain groups of proteins, especially sulfhydryl, and thus denaturovet.

Citlivost různých druhů mikrobů ne přítomnost iontů Ag⁺ je různé. Tyto ketiohty mohou Vznikat v daném prostředí bu3 disoclecí kovových solí nebo elektrolýzou z kovových elektrod. K dosažení vysokého účinku se stříbro bu3 vysréží ne velkém povrchu, například na porcelánových kuličkách, keramických kroužcích nebo filtrech, nebo se kontinuálně vyvíjí elektrickým proudem ze stříbrných elektrod, popřípadě se dévé do vody ve formě komplexních sloučenin.The sensitivity of different types of microbes to the presence of Ag ⁺ ions is different. These ketohots can be formed in the environment either by dissociation of metal salts or by electrolysis from metal electrodes. To achieve a high effect, the silver is either precipitated on a large surface, for example on porcelain beads, ceramic rings or filters, or is continuously developed by electric current from the silver electrodes, or is added to water in the form of complex compounds.

Tyto způsoby jsou vhodné k úpravě menších množství vody, pro průmyslové účely nestačí.These methods are suitable for the treatment of smaller amounts of water, they are not sufficient for industrial purposes.

* Jakmile voda obsahuje bílkoviny, sacharidy nebo mé vysokou solnost, účinnost se snižuje.* When water contains proteins, carbohydrates or my high salinity, efficiency decreases.

V literatuře jsou popeény dva pokusy o vazbu iontů stříbra na iontoměniče a o čištění vody takto upravenými pryskyřicemi. Nedosahuje se však výsledků, použitelných v průmyslovém měřítku.Two attempts have been made in the literature to bind silver ions to ion exchangers and to purify water with such resins. However, the results, which are usable on an industrial scale, are not achieved.

Sztereczky e Ambrus (Gyógyszerészet 9, 288, 1965) zkoušeli u pitné vody demineralizaci a dekontaminaci na jednom katexu, jehož čést byla v H⁺-cyklu. Fo určité době však katex ztratil výměnnou schopnost, přičemž dekontaminační schopnost zůstale zachována. Podle USA pat. spisu č. 2 434 190 se postupuje tak, že se stříbro neváže ne anex a ten se ponoří do pitné vody, které se mé dezinfikovat. Když se tento způsob použije u demineralizované vody, ionty stříbra ji chemicky znehodnotí.Sztereczky e Ambrus (Gyógyszerészet 9, 288, 1965) tested demineralization and decontamination in drinking water on one cation exchanger, which was read in the H ⁺ -cycle. However, for some time, the cation exchanger lost its exchange ability, while the decontamination ability was retained. According to US Pat. No. 2,434,190 is proceeded in such a way that silver does not bind to anion exchange resin and it is immersed in drinking water which is disinfected. When used in demineralized water, silver ions will chemically degrade it.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob přípravy mikrobiálně čisté demineralizované vody, určené zejména pro farmaceutické a/nebo potravinářské účely, s použitím katexu v Ag⁺-cyklu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se demineralizované voda uvádí ve styk se silně kyselým ketexem v Ag⁺-cyklu, na bázi polystyrenu, obsahujícího sulfonové skupiny, < až do obsahu stříbra nejvýše 50 ^ug/litr.The above disadvantages are eliminated by a process for the preparation of microbially pure demineralized water, intended especially for pharmaceutical and / or food purposes, using a cation exchanger in the Ag ⁺ -cycle according to the invention, which comprises contacting the demineralized water with a strongly acidic ketex. Ag ⁺ -cycle, based on polystyrene containing sulfone groups, up to a silver content of not more than 50 µg / liter.

V případě potřeby lze používat katexu, sterilizovaného před uvedením do Ag⁺-cyklu kyselinou peroctovou.If necessary, a cation exchanger sterilized prior to introduction into the Ag @ ⁺ -cyclic acid with peracetic acid may be used.

Způsob podle vynélezu se od dosavadních způsobů liší především tím, že se stříbro véže ne silně kyselý ketex typu sulfonovaného polystyrenu. Proti slabě bazickým měničům s aminoskupinemi je tento typ měniče výhodný tím, že dík difúzi iontů stříbra do hloubky těsných a těžko přístupných kapilárních prostor katexu vzniká dostatečně pevné vazba a do vody se ionty stříbra uvolňují jen ve velmi malém množství, což se projeví jen nepatrným stoupnutím konduktivity odtékající vody. Regenerace iontoměniče je snadno uskutečnitelná nadbytkem 1,5 M kyseliny dusičné.The process according to the invention differs in particular from the prior art in that silver is bound to a not strongly acidic ketex of the sulfonated polystyrene type. This type of transducer has an advantage over weakly basic amine-containing transducers in that due to the diffusion of silver ions into the depth of tight and hardly accessible cation exchange capillary spaces a sufficiently strong bond is formed and only very small amounts of silver ions are released into the water. conductivity of the run-off water. Regeneration of the ion exchanger is easily accomplished with an excess of 1.5 M nitric acid.

Při laboretorních pokusech s měničem v ohromatografické trubici o objemu 7,8 ml se konduktivita vody při průtoku 20 ml/min změnila z 0,97 faS na 1,5 JuS. Počet zárodků ve 100 ml demineralizované vody před měničem hyl tento: mezofily do 4 500, psychrofily do 4 500 a gramnegativní tyčinky do 4 000. Po průtoku měničem byla voda sterilní.In laboratory experiments with a 7.8 ml inhromatographic tube inverter, the water conductivity at a flow rate of 20 ml / min changed from 0.97 faS to 1.5 JuS. The number of germs in 100 ml of demineralized water upstream of the transducer was as follows: mesophiles up to 4,500, psychrophils up to 4,500 and gram negative rods up to 4,000. After flow through the transducer, the water was sterile.

Změny konduktivity, které nepřímo poukazují na obsah iontů stříbra v odtékající vodě, jsou závislé na chemické čistotě vody a stupni nasycení měniče stříbrem; proto je zapotřebí pro každou kolonu stanovit pracovní parametry a v průběhu činnosti je kontrolovat.Conductivity changes that indirectly indicate the content of silver ions in the effluent are dependent on the chemical purity of the water and the degree of saturation of the converter with silver; therefore, the performance parameters for each column need to be determined and checked during operation.

Dekontaminační účinek iontoměniče nenastává okamžitě, závisí na množství lontů stříbra ve vodě a na čase. Při obsahu Ag⁺ do 50 yug/litr se dosáhne sterility po 3 h stání vody a udrží se 1 při otvírání nádoby nejméně týden. Tato voda je vhodná k výrobě léčivých přípravků, u kterých se vyžaduje mikrobiální čistěte. Pokud se u vody kromě mikrobiologické čistoty vyžaduje i čistota chemická, nebo se mé stříbro z ekonomických důvodů zachytávat, je možno zařadit delší katex stejného typu ve vodíkovém cyklu.The decontamination effect of the ion exchanger does not occur immediately, it depends on the amount of silver ions in the water and time. With an Ag ⁺ content of up to 50 µg / liter, sterility is obtained after 3 hours of standing water and is maintained at least 1 week when the container is opened. This water is suitable for the manufacture of medicinal products that require microbial cleaning. If, in addition to microbiological purity, chemical purity is required for water or my silver is trapped for economic reasons, a longer cation exchanger of the same type in the hydrogen cycle can be included.

Způsob podle vynálezu je blíže Ilustrován následujícím příkladem provedení.The process according to the invention is illustrated in more detail by the following example.

Ketex silně kyselého typu se sulfonovými skupinami se nechá nabobtnat ve vodě. Do vodíkového cyklu se uvede pomocí 1,5 M kyseliny dusičné. Po promytí vodou se sloupcem pomalu neché protékat 0,1 M dusičnan stříbrný, dokud nelze v odtékající vodě dokázat ionty stříbra. Potom se odtok uzavře a nechá se stát 1 h. V odtékající vodě musí být i po této době zkouška na stříbro pozitivní. Potom se sloupec důkladně promyje vodou e nato ae voda začne zachytávat. Průtokové rychlost se nařídí tak, aby obsah stříbra ve vodě byl nejvýěe 50 ^ug/litr.The ketex of the strongly acidic type with sulfonic acid groups is swollen in water. The hydrogen cycle is introduced with 1.5 M nitric acid. After washing with water, 0.1 M silver nitrate is slowly passed through the column until silver ions can be detected in the effluent. The drain is then closed and allowed to stand for 1 h. The silver test must still be positive in the effluent after this time. Then the column is washed thoroughly with water and the water begins to collect. The flow rate is adjusted so that the silver content in the water is not more than 50 µg / liter.

Měnič je nutno chránit před světlem a jeho činnost kontrolovat chemicky i mikrobiologicky.The inverter must be protected from light and its operation checked chemically and microbiologically.

Ha základě výsledků se vypracuje provozní předpis. Pokud se mé stříbro z vody zachytit, nechá se voda po 3 h uskladnění protékat silně kyselým katexem ve vodíkovém cyklu. Pokud jde i o udržení její mikrobiální čistoty, vysterilizuje se tento sloupec po regeneraci 30 min kyselinou peroetovou (2 g/lltr) a promyje sterilní vodou, například dekontaminovanou stříbrem.On the basis of the results, an operating rule shall be drawn up. If my silver is trapped from the water, the water is allowed to flow through the strongly acidic cation exchange resin in the hydrogen cycle after 3 hours of storage. In order to maintain its microbial purity, this column is sterilized after regeneration for 30 min with peracetic acid (2 g / ltr) and washed with sterile water, for example decontaminated with silver.

Claims

1. A process for preparing a microbiologically pure demineralized water, intended in particular for pharmaceutical, e / or nutritional purposes, using cation exchanger in the Ag ⁺ form, characterized in that e demineralized water is contacted with a strongly acidic cation resin in the Ag ⁺ form runs on polystyrene, containing sulfone groups, up to a silver content of not more than 50 µg / liter.

2. The method of claim 1, wherein a cation exchanger sterilized prior to introduction into the Ag @ ⁺ -cyclic acid with peracetic acid is used.